NIPBL基因突變致德朗熱綜合征臨床表現和遺傳學研究分析

張 衡,湯 蓓,朱書瑤,韓彥青,曾 蘭,王 錦,鄧 藝,陳 艾,羅澤民

(四川省婦幼保健院1.新生兒科;2.超聲影像科;3.兒童健康中心;4.醫學遺傳與產前診斷科,四川 成都 610031)

德朗熱綜合征(Cornelia de Lange syndrome,CdLS)是一種罕見的顯性遺傳先天性畸形疾病,發病率為1/10 000～1/30 000。散發為主,少有家系報道,臨床表現輕重不一,存在遺傳異質性。經典型CdLS通常在胎兒期有宮內生長受限,生后有特殊顱面畸形、肢體畸形、智力障礙及生長發育落后,部分可在胎兒期及新生兒期被識別[1]。根據突變基因不同分為5個亞型(CdLS1～CdLS5),至少涉及NIPBL、SMC1A、SMC3、HDAC8、RAD21、BRD4和ANKRD11這7個基因變異。近70%的經典型CdLS患者由NIPBL基因突變引起,稱為CdLS1型(OMIM 122470)。該病無特效治療,早期易合并胃食管反流及反復感染,后期可出現口腔疾病、肥胖、關節攣縮、運動障礙等問題,需終身隨訪[1]。本研究通過分析我國CdLS1型患兒基因型及表現型之間的聯系,以提高我國醫生對該病的認識,為家系遺傳及再生育提供咨詢和依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究共納入41例CdLS1型患者,其中1例(P18)來自四川省婦幼保健院兒科個案報道,其余40例均來自文獻綜述。以知網、萬方、PubMed數據庫為文獻來源,檢索建庫至2022年9月發表的文獻。中文檢索詞為“德朗熱,NIPBL”;英文檢索詞為“Cornelia de Lange,NIPBLand CHINA”。文獻納入標準:僅限我國有詳細臨床資料,經基因測序發現NIPBL基因突變的CdLS患者;文獻排除標準:重復報道文獻、基礎試驗、綜述等。發現符合條件的英文文獻5篇,中文文獻20篇。本研究經四川省婦幼保健院倫理會批準,批準號:川婦幼20200424-62號。

1.2 研究方法

對41例患者的臨床資料進行回顧性分析,包括性別、身高、宮內發育情況、顱面畸形、四肢畸形、智力發育、頭圍、頭顱影像學檢查、診斷年齡等,并進行臨床特征性評分及基因突變類型分析。其中CdLS的臨床特征評分標準依據2018年CdLS的診斷和處理專家共識[1]:①經典型CdLS:≥11分,且至少包含3項基本特征;②非經典型CdLS:9～10分,且至少包含2項基本特征;③疑似CdLS:4～8分,包含1項基本特征,需完善分子檢測后診斷;④不考慮CdLS:<4分;⑤≥11分可臨床診斷,見表1。

表1 CdLS的臨床特征評分

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 患兒基本特征

本研究共納入41例CdLS1型患兒,其中男16例、女23例、無性別體現2例。診斷年齡為生后胎兒期至12歲,產前診斷6.1%(2/33),新生兒期診斷30.3%(10/33)。經典型80.5%(33/41),非經典型14.6%(6/41),疑似CdLS1 4.9%(2/41)。主要臨床表現為特殊顱面畸形100.0%(41/41)、肢體畸形100.0%(41/41)、智力障礙100.0%(21/21)、矮小癥97.1%(33/34),見圖1。其他臨床表現包括先天性心臟病5例(P1、P4、P16、P20、P30)、腎囊腫3例(P8、P20、P23)、癲癇2例(P22、P33)、隱睪2例(P1、P20)、腭裂2例(P3、P16),見表2。

注:來源于本院患者P18(已獲得監護人知情同意)。

表2 我國41例NIPBL基因突變CdLS1患者資料

2.2 患兒基因變異特點

本研究41例CdLS1型患兒中,移碼突變26.8%(11/41),剪切突變24.4%(10/41),錯義突變22.0%(9/41),無義突變22.0%(9/41),微缺失4.9%(2/41)。新發突變97.6%(40/41),僅P31遺傳于父親,死亡1例(P12)。除P41(新生兒)和P26(引產)2例臨床表現評估有限、未納入統計分析外,其余39例CdLS1患者采用Kruskal-WallisH法分析基因型與表現型,結果差異無統計學意義(H=3.005,P=0.391),見表2。

3 討論

3.1 CdLS的臨床特點和研究進展

CdLS是一種罕見的以多系統發育障礙為主要表現的顯性遺傳病,在1933年由荷蘭兒科醫生Cornelia de Lange進行了首例報道,具有典型的顱面畸形表現:連眉,短鼻,長人中,薄上唇,其他還可出現四肢骨骼、心臟、神經系統、腎臟等發育不良。受累個體在產前及出生后均出現生長受限,可出現關節攣縮、運動發育受影響,大多伴有智力障礙。來自295例CdLS患者的大數據研究顯示,嬰兒早期易出現喂養困難、胃食管反流等消化道癥狀,嚴重者可因為返流導致Barrett食管炎、吸入性肺炎等,幼兒期及兒童期易出現包括肺動脈狹窄在內的先天性心臟病、呼吸道及消化道疾病,成年后心血管、呼吸、消化等系統疾病為主要死亡原因[28]。該病尚無特效治療,需終身隨訪,給受累個體、家庭及社會帶來極大的負擔。

3.2 CdLS的致病機制

黏連蛋白復合體是一種保守的多蛋白復合物,其主要功能與染色體的準確分離有重要關聯,同時在DNA修復、基因轉錄和調控中具有非常重要的作用。黏連蛋白復合體相關基因突變是CdLS的發病機制。蛋白功能的嚴重破壞會導致非整倍體和細胞死亡,其功能性缺失可導致發育缺陷。2004年Tonkin.E等人首先發現CdLS與NIPBL基因突變有關,隨后8年內相繼發現黏連蛋白復合體其他亞基相關的基因突變會導致CdLS。Kline[1]等人2018年發表了CdLS診斷和處理的專家共識,共識提出CdLS的診斷應該同時結合臨床特征與分子遺傳學檢測。考慮到分子遺傳檢測水平在各地區存在差異,典型表現的CdLS在新生兒期易被有經驗的兒科醫師及遺傳學醫師所發現,共識指出CdLS臨床診斷評分≥11分,即使沒有分子遺傳學檢測也可臨床診斷為CdLS。

3.3 CdLS基因分類特征

根據基因突變不同分為5個亞型(CdLS1～CdLS5),CdLS1型最為常見約占全部病例的70%,由NIPBL基因突變所致,呈常染色體顯性遺傳;CdLS2型與SMC1A基因突變相關,2006年發現為X連鎖顯性遺傳,約占全部病例的5%左右;2012年發現的X連鎖顯性遺傳CdLS5型由HDAC8基因突變所致,約占5%左右;2007年和2012年分別發現CdLS3型由SMC3或RAD21基因突變所致,約占全部病例的1%[29]。我國與國外研究一致,以NIPBL基因突變為主,偶有HDAC8基因突變等報道。

NIPBL基因位于染色體5p13.2,在脊椎動物中高度保守,NIPBL基因與小鼠同源性達96%[30],編碼一個包含2 804個氨基酸的蛋白,NIPBL蛋白與MAU2蛋白形成異二聚體復合物,加載黏連蛋白復合體到DNA上,并使其相結合(圖2)。NIPBL基因是一種黏連蛋白調控基因,在組織中廣泛表達。NIPBL基因突變導致胚胎發育異常,在果蠅、小鼠、斑馬魚等動物試驗中都被驗證。

圖2 部分黏連蛋白復合體及其調控因子在染色體分離中的結構和作用

3.4 治療與產前診斷

本研究通過對39例病例統計分析,發現突變類型與臨床特征并無相關性,與Tonkin E等于2004年研究發現截短突變患者表型較錯義突變更為嚴重存在差異?？紤]原因可能為①本研究樣本量較小,多因素分析受限;②本研究多為經典型患者,臨床表現差異小;③評分為回顧性分析存在描述差異。值得注意的是,不建議通過臨床表現劃分疾病嚴重程度,而是根據遺傳病因進行分類[1]。先天性膈疝是CdLS的基本特征及嬰兒期死亡原因之一,但本研究統計中的CdLS病人并無先天性膈疝報道。

目前對CdLS尚無特效的治療措施,僅能對癥治療,由于涉及多個組織,需多學科長期共同協作。近期有研究發現,通過調節與NIPBL蛋白功能相反WAPL基因編碼的粘黏蛋白釋放因子含量,使粘連蛋白復合體與DNA轉載水平達到動態平衡的狀態可減輕NIPBL基因敲出小鼠胚胎期的畸形程度[30],這為CdLS患者以后的基因治療提供了一個方向。

總之,約80%CdLS患者在胎兒期產前檢查時可出現宮內生長受限,66%出現肢體異常,50%有胎兒面部異常輪廓,建議對這類胎兒應進行CdLS篩查,以盡早明確診斷。如何利用特定的形態學異常提高產前診斷,是我們接下來需要思考的,也為功能影像科、產前診斷醫生帶來了挑戰。